DE2338338C3 - Device for doping during crucible-free zone melting of a semiconductor crystal rod - Google Patents
Device for doping during crucible-free zone melting of a semiconductor crystal rodInfo
- Publication number
- DE2338338C3 DE2338338C3 DE2338338A DE2338338A DE2338338C3 DE 2338338 C3 DE2338338 C3 DE 2338338C3 DE 2338338 A DE2338338 A DE 2338338A DE 2338338 A DE2338338 A DE 2338338A DE 2338338 C3 DE2338338 C3 DE 2338338C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- recipient
- rod
- zone melting
- thin rod
- doping
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 19
- 238000004857 zone melting Methods 0.000 title claims description 13
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 10
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 4
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 238000005219 brazing Methods 0.000 claims 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 11
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 2
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- RVFBZLFHKFSPRE-UHFFFAOYSA-N N(Cl)(Cl)Cl.[P] Chemical compound N(Cl)(Cl)Cl.[P] RVFBZLFHKFSPRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 235000012771 pancakes Nutrition 0.000 description 1
- 150000003018 phosphorus compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B13/00—Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting
- C30B13/08—Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the molten zone
- C30B13/10—Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the molten zone with addition of doping materials
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S117/00—Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
- Y10S117/90—Apparatus characterized by composition or treatment thereof, e.g. surface finish, surface coating
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T117/00—Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
- Y10T117/10—Apparatus
- Y10T117/1024—Apparatus for crystallization from liquid or supercritical state
- Y10T117/1076—Apparatus for crystallization from liquid or supercritical state having means for producing a moving solid-liquid-solid zone
- Y10T117/1088—Apparatus for crystallization from liquid or supercritical state having means for producing a moving solid-liquid-solid zone including heating or cooling details
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Description
Die vorliegende Patentanmeldung betrifft eine Vorrichtung zum Dotieren beim tiegelfreien Zonenschmelzen mit einem, mit einer Gaseinlaß- und Gasauslaßöffnung versehenen, evakuierbaren Rezipienten, der mit Halterungen für* einen ι ialbleiterkristallstab versehen ist, einer durch die Wand des Rezipienten geführten Iduktionsheizspule, und eh ;r in der Wand des Rezipienten angeordneten Rohrleitung zur Zuführung eines drehbaren, dotierten Halbleiter-Dünnstabes.The present patent application relates to a device for doping during crucible-free zone melting with a, with a gas inlet and Gas outlet provided, evacuable recipient, with holders for * a ι ialbleiterkristallstab is provided, an induction heating coil guided through the wall of the recipient, and anyway in the wall of the Recipient arranged pipeline for supplying a rotatable, doped semiconductor thin rod.
Die Dotierung von Halbleiterkristallstäben erfolgt im allgemeinen beim Abscheiden des Halbleitermaterials aus der Gasphase mittels thermischer und/oder pyrolytischer Zersetzung einer gasförmigen Verbindung des Halbleitermaterials am erhitzten stabförmigen Trägerkörper des gleichen Materials. Dabei werden Dotierstoffe den gasförmigen Verbindungen des Halbleitermaterials beigemischt und am Trägerkörper zersetzt Die so hergestellten Halbleiterkristallstäbe sind polykristallin und müssen in einem anschließenden Zonenschmelzprozeß in den einkristallinen Zustand überführt werden. Dabei ändert sich die Dotierstoffkonzentration oft in unkontrollierbarer Weise, und es müssen sehr viel höhere Dotierstoffkonzentrationen eingestellt werden, damit die gewünschte Dotierstoffkonzentration im Endprodukt, eventuell nach mehreren Zonenschmelzdurchgängen, noch enthalten ist.The doping of semiconductor crystal rods takes place in generally when the semiconductor material is deposited from the gas phase by means of thermal and / or Pyrolytic decomposition of a gaseous compound of the semiconductor material on the heated rod-shaped Carrier body made of the same material. Dopants are added to the gaseous compounds of the semiconductor material and on the carrier body decomposed The semiconductor crystal rods produced in this way are polycrystalline and must be in a subsequent Zone melting process can be converted into the monocrystalline state. The dopant concentration often changes in an uncontrollable manner, and it does Much higher dopant concentrations have to be set in order to achieve the desired dopant concentration in the end product, possibly after several Zone melting passages, is still included.
Die dazu verwendeten Vorrichtungen arbeiten bei nur einigermaßen befriedigenden Ergebnissen mit großem Aufwand.The devices used for this work with only somewhat satisfactory results great effort.
Aus der DE-OS 15 44 276 ist ein Verfahren zum Herstellen von dotierten Halbleiterkristallstäben bekannt, bei dem der Dotierstoff dem geschmolzenen Halbleitermaterial innerhalb eines evakuierten Rezipienten in gasförmigem Zustand mittels einer Rohrleitung, deren Mündung auf die Schmelze gerichtet ist, zugeführt wird. Dabei wird die Zufuhr des Dotierstoffgases mit Hilfe eines Ventils zwischen dem Dotierstoffgefäß und dem Rezipienten durch Regelung der Durchflußmenge und des Druckes im Dotierstcffgefäß,From DE-OS 15 44 276 a method for producing doped semiconductor crystal rods is known, in which the dopant is the molten Semiconductor material within an evacuated recipient in a gaseous state by means of a pipeline, the mouth of which is directed towards the melt, is fed. The supply of the dopant gas is controlled with the aid of a valve between the dopant vessel and the recipient Flow rate and pressure in the dopant vessel, welches auf konstanter Temperatur gehalten wird, gesteuert Als Dotierstoffe werden bei diesem Verfahren insbesondere die gut zu handhabenden, leicht verdampfbaren Verbindungen von Bor und Phosphor,which is kept at a constant temperature, controlled. Particularly easy to handle dopants are used in this process as dopants vaporizable compounds of boron and phosphorus, insbesondere das trimere Phosphornitrilochlorid, verwendet Ein großer Nachteil dieses Dotierverfahrens besteht aber darin, daß die für die Dosierung der Dotierstoffmengen vorgesehenen Ventile — dazu werden meist die handelsüblichen Nadelventile oderin particular the trimeric phosphorus nitrilochloride is used. A major disadvantage of this doping method but consists in the fact that the valves provided for metering the amounts of dopant - for this purpose are usually the commercially available needle valves or
ίο impulsgesteuerte Magnetventile verwendet — nicht genau arbeiten. Darunter leidet die Reproduzierbarkeit der Dotierung der so hergestellten Halbleiterstäbe.ίο pulse controlled solenoid valves used - not working precisely. The reproducibility of the doping of the semiconductor rods produced in this way suffers as a result.
Aus der DE-OS 20 20 182 ist eine Vorrichtung zum Dotieren von Halbleitermaterial beim tiegelfreienFrom DE-OS 20 20 182 a device for doping semiconductor material in the crucible-free
ii Zonenschmelzen mit einer ringförmig den Halbleiter-S-ab umgebenen Induktionsheizspule zu entnehmen, bei der die Induktionsheizspule mit einer Dotierdüse kombiniert ist, durch weiche die Dotierstoffverbindung mittels eines Trägergasstroms direkt auf die Schfcielzzo-ii. Zone melting with an induction heating coil surrounding the semiconductor S-ab in a ring shape which the induction heating coil is combined with a doping nozzle, through which the dopant compound by means of a carrier gas flow directly to the Schfcielzzo
>u ne geblasen wird. Durch diese Vorrichtung gelingt es, angenähert schon bei einem einmaligen Zonenschmelzdurchgang Halbleitermaterial mit konstanter und einstellbarer Dotierstoffkonzentration herzustellen. Die Dotierung des Halbleiterstabes ist abhängig vom> u ne is blown. With this device it is possible approximately with a single zone melting pass semiconductor material with constant and produce adjustable dopant concentration. The doping of the semiconductor rod depends on the Trägergasstrom. Die Vorrichtung läßt sich gut verwenden, wenn mit den in leicht verdampfbaren Verbindungen vorliegenden Bor und Phosphorverbindungen gearbeitet wird. Eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art istCarrier gas flow. The device can be used well when with the boron and phosphorus compounds present in easily evaporable compounds is being worked on. A device of the type described above is
μ aus der DE-AS 12 64 399 bekanntμ from DE-AS 12 64 399 known
Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, besteht darin, eine Vorrichtung anzugeben, mit welcher es möglich ist, auf einfache und rationelle Weise die Dotierung eines undotiertenThe object on which the present invention is based is to provide a device with which it is possible to easily and rational way the doping of an undoped
J5 Halbleiterkristallstabes während des tiegelfreien Zonenschmelzens im Schutzgas oder im Vakuum bei einem einmaligen Zonenschmelzdurchgang in gezielter Weise vorzunehmen. Dabei sollen vor allen Dingen höhere spezifische elektrische Widerstandswerte, insbesondereJ5 semiconductor crystal rod during the crucible-free zone melting in protective gas or in a vacuum with a perform a single zone melting pass in a targeted manner. Above all, higher ones should be specific electrical resistance values, in particular größer als 100 Ohm · cm, über die gar ze Stablänge und den Stabquerschnitt genau einstellbar sein.greater than 100 ohm cm, over the entire length of the rod and the rod cross-section can be precisely adjusted.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß derTo solve this problem, a device of the type mentioned is proposed according to the invention, which is characterized in that the Dünnstab mit einem ferromagnetischen Kern verbunden ist, der mit außerhalb der Rohrleitung und des Rezipienten angeordneten Mitnehmermagneten gekoppelt ist In einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens istThin rod is connected to a ferromagnetic core, which is connected to the outside of the pipeline and the Is coupled recipients arranged driving magnets In a further development of the concept of the invention vorgesehen, daß zum Erzeugen der Schmelzzone eine als Flachspule ausgebildete Induktionsheizspule mit einem als Halterung für den Dünnstab dienenden, aus Metall bestehenden Rohreinsatz mit Quarzauskleidung verwendet wird. Dadurch kann die Schmelzzone sehrprovided that to create the melting zone a Induction heating coil designed as a flat coil with one serving as a holder for the thin rod Metal existing pipe insert with quartz lining is used. This can make the melting zone very schmalgehalten werden. Der Rohreinsatz besteht aus Kupfer oder Silber und ist durch Hartlöten mit der Flachspule verbunden.be kept narrow. The tube insert is made of copper or silver and is brazed to the Flat coil connected.
Zweckmäßigerweise wird ein dotierter Dünnstab verwendet, dessen Durchmesser im Bereich vonA doped thin rod is expediently used, the diameter of which is in the range of
w) 2—10 mm liegt und der einen spezifischen elektrischenw) 2–10 mm and the one specific electrical
aufweist. Die Vorschubgeschwiridigkeit wird dabei aufhaving. The feed speed is on einen Bereich von 1 — 10 mm/Min, eingestellt.a range of 1 - 10 mm / min.
als Dotierstoffquelle, welcher gemäß der erfindungsgemäßen Vorrichtung axial verschiebbar angeordnet ist, kann die Dotierung eines gegebenen Halbleiterkristallstabes beim tiegelfreien Zonenschmelzen in Schutzgas-as a dopant source, which is arranged axially displaceably according to the device according to the invention, the doping of a given semiconductor crystal rod in the case of crucible-free zone melting in protective gas
atmosphäre oder im Vakuum genau dosierbar eingestellt werden. Die Dotierung ist abhängigatmospheric or precisely adjustable in a vacuum will. The doping is dependent
1. von der Dotierung des Dünnstabes,1. the doping of the thin rod,
2. von der Dicke bzw. dem Querschnitt des Dünnstabes und D 2. the thickness or the cross-section of the thin rod and D
3. von der Vorschubgeschwindigkeit des dotierten Dünnstabes.3. the feed rate of the doped thin rod.
Da diese drei Parameter genau einstellbar sind, IaQt sich auf einfache Weise auch die gezielte Dotierung des to Halbleiterkristallstabes durchführen.Since these three parameters are precisely adjustable, IaQt The targeted doping of the semiconductor crystal rod can also be carried out in a simple manner.
Weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung-sind im folgenden anhand der in der Zeichnung befindlichen F i g. 1 und 2 noch näher erläutertFurther details of the device according to the invention are in the following with reference to the F i g in the drawing. 1 and 2 explained in more detail
F i g. 1 zeigt schematisch im Schnittbild die Anordnung des dotierten Dünnstabes gegenüber der Schmelzzone im Rezipienten;F i g. 1 shows a schematic sectional view of the arrangement of the doped thin rod opposite the melting zone in the recipient;
F i g. 2 zeigt eine als Flachspule ausgebildete Induktionsheizspule mit einem Rohreinsatz für den dotierten Dünnstab.F i g. 2 shows an induction heating coil designed as a flat coil with a tube insert for the doped thin rod.
In F i g. 1 befindet sich in einem für das tiegelfreie Zonenschmelzen vorgesehenen Rezipienten 2 ein senkrechtstehender, an seinen Enden in Haltelangen 3 und 4 eingespannter, zunächst noch undotierter Siiiciumkristallstab 5. Eine als Flachspule ausgebildete Induktionsheizspule 6 (sogenannte Lochpfannkuchenspule) erzeugt eine Schmelzzone 7, aus der der dotierte Siliciumeinkristallstab 8 gezogen wird. In den Rezipienten ist vakuumdicht eine Rohrleitung 9 aus Messing oder rostfreiem Stahl eingeführt, weiche zur Zuführung des dotierten Dünnstabes 10, einem etwa 3 mm dicken, vordotierten Siiiciumkristallstab mit einem spezifischen elektrischen Widerstand von 1 Ohm · cm, dient Der dotierte Dünnstab 10 ist innerhalb der Rohrleitung 9 an seinem oberen Ende mit einem ferromagnetischen Kern 11, welcher mit einer Isolationsschicht 20 überzogen ist, verbunden. Der ferromagnetische Kern 11 ist mit außerhalb der Rohrleitung 9 und des Rezipienten 2 angeordneten Mitnehmerelektromagneten 12 gekoppelt, so daß der dotierte Dünnstab 10 aus Silicium mit einer bestimmten Vorschubgeschwindigkeit der Schmelzzone 7 zugeführt und in diese eingeschmolzen werden kann. Außerdem kann der dotierte Düruistab 10 zusätzlich auch in Umdrehungen (s. Pfeil 13} versetzt werden. An seinem unteren Ende wird der dotierte Dünnstab 10 durch einen in der Heizspule 6 befindlichen Rohreinsatz 14 aus Kupfer oder Silber, der mit einer Quarzauskleidung 19 versehen ist, geführt Die Rohrleitung 9 ist mit einem Deckel 15 gasdicht verschlossen.In Fig. 1 is located in a recipient 2 provided for crucible-free zone melting vertical, at its ends in holding lengths 3 and 4 clamped, initially still undoped silicon crystal rod 5. One designed as a flat coil Induction heating coil 6 (so-called hole pancake coil) creates a melting zone 7 from which the doped Silicon single crystal rod 8 is pulled. In the recipient a pipe 9 made of brass or stainless steel is inserted in a vacuum-tight manner, soft for the supply of the doped thin rod 10, an approximately 3 mm thick, predoped Siiiciumkristallstab with a specific electrical resistance of 1 ohm cm, is used. The doped thin rod 10 is connected to the pipe 9 its upper end with a ferromagnetic core 11, which is covered with an insulating layer 20, tied together. The ferromagnetic core 11 is outside the pipeline 9 and the recipient 2 arranged driving electromagnet 12 coupled so that the doped thin rod 10 made of silicon with fed to a certain feed rate of the melting zone 7 and melted into this can be. In addition, the doped Duruistab 10 can also be set in revolutions (see arrow 13}. At its lower end, the doped Thin rod 10 by a located in the heating coil 6 pipe insert 14 made of copper or silver, which with a Quartz lining 19 is provided, out. The pipeline 9 is closed gas-tight with a cover 15.
Am Reziepienten 2 ist ferner ein Manometer 16, welches einen im Rezipienten herrschenden Gasdruck, welcher von einer in der Zeichnung nicht dargestellten Argongasflasche über die Gaszuführung 17 und die Gasableitung 18 erzeugt wird, anzeigt, vorgesehen. Der Prozeß kann auch im Hochvakuum erfolgen. Bei Dotierung mit im Vakuum ausdampfbaren Dotiersfoffen (z. B. Phosphor) muß dann der Ausdampffaktor berücksichtigt werden. Will man beispielsweise einen Siiiciumkristallstab mit einer Bordotierung entsprechend einem spezifischen elektrischen Widerstand von ca. 140 Ohm · cm herstellen, so geht man von einem Siliciumdünnstab von 3 mm 0 aus, der eine Bordotierung von 1 Ohm - cm aufweist Dieser Dünnstab wird mit einer Vorschubgeschwindigkeit ν -n 6 mm/Min, in die Schmelzzone des undotierten hochoh-nigen Siliciumkristallstabes (50 mm 0;ρ>2ΟΟΟ Ohm · cm) eingeschmolzen und eine Ziehgeschwindigkeit von 3 mm/ Min. während des tiegelfreien Zonenschmelzens eingestellt Aus dem Volumen des aufgeschmolzenen Siliciumvorratsstabes (6 cm3) pro Minute und dem Gewicht des aufgeschmolzenen dotierten Siliciumdünnstabes (42 mm3) pro Minute errechnet sich der Verdünnungsfaktor zuOn the recipient 2, a manometer 16 is also provided, which indicates a gas pressure prevailing in the recipient, which is generated by an argon gas bottle (not shown in the drawing) via the gas supply 17 and the gas discharge line 18. The process can also take place in a high vacuum. In the case of doping with dopants that can be evaporated in a vacuum (e.g. phosphorus), the evaporation factor must then be taken into account. If, for example, a silicon crystal rod with boron doping corresponding to a specific electrical resistance of approx. 140 ohm cm is to be produced, then a thin silicon rod of 3 mm 0 with a boron doping of 1 ohm-cm is assumed -n 6 mm / min, melted into the melting zone of the undoped high-resistance silicon crystal rod (50 mm 0; ρ> 2ΟΟΟ ohm cm) and a pulling speed of 3 mm / min. set during the crucible-free zone melting from the volume of the melted silicon supply rod ( 6 cm 3 ) per minute and the weight of the melted, doped thin silicon rod (42 mm 3 ) per minute is used to calculate the dilution factor
6000
426000
42
^ 140.^ 140.
Die erzielte Dotierung beträgt demnach etwa 140 Ohm · cm. Für das tiegelfreie Zonenschmelzen gelten für die Schutzgasatmosphäre und die Drehgeschwindigkeit der Halterungen die sonst üblichen Parameter. Der Dünnstab kann auch mit Phosphor oder Arsen dotiert sein.The doping achieved is accordingly about 140 ohm · cm. The following apply to crucible-free zone melting the usual parameters for the protective gas atmosphere and the speed of rotation of the brackets. Of the Thin rods can also be doped with phosphorus or arsenic.
Fig.2 zeigt in Vergrößerung die als Flachspule ausgebildete Induktionsheizspule 6 mit dem durch Hartlöten befestigten Rohreinsatz 14 aus Kupfer oder Silber, der mit einer Quarzauskleidung 19 versehen istFig. 2 shows an enlargement as a flat coil trained induction heating coil 6 with the brazed pipe insert 14 made of copper or Silver, which is provided with a quartz lining 19
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (3)
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2338338A DE2338338C3 (en) | 1973-07-27 | 1973-07-27 | Device for doping during crucible-free zone melting of a semiconductor crystal rod |
| BE140988A BE811117A (en) | 1973-07-27 | 1974-02-15 | METHOD AND DEVICE FOR DIRECTED INTRODUCTION OF DOPING MATERIALS INTO SEMICONDUCTOR CRYSTALS DURING A MELTING BY ZONES WITHOUT CRUCIBLE |
| GB1747574A GB1430883A (en) | 1973-07-27 | 1974-04-22 | Non-crucible zone melting of crystalline semiconductor rods |
| US05/487,390 US3954416A (en) | 1973-07-27 | 1974-07-11 | Apparatus for positively doping semiconductor crystals during zone melting |
| DK399374A DK399374A (en) | 1973-07-27 | 1974-07-24 | |
| IT25551/74A IT1017430B (en) | 1973-07-27 | 1974-07-24 | PROCEDURE AND DEVICE FOR THE PRESTABILITY INTRODUCTION OF SEMICONDUCTOR CRISTAL LI DROP SUBSTANCES DURING THE MELTING IN ZONE PROGRES SIVE WITHOUT STAINLESS STEEL |
| DD180125A DD112357A5 (en) | 1973-07-27 | 1974-07-25 | |
| JP8593274A JPS55357B2 (en) | 1973-07-27 | 1974-07-26 | |
| PL1974173065A PL94444B1 (en) | 1973-07-27 | 1974-07-27 | METHOD OF CONTROLLED INSERTION OF ADDITIVE MATERIALS INTO CRYSTALLINE CONDUCTORS AND DEVICE FOR CONTROLLED INSERTION OF ADDITIVE MATERIALS INTO CRYSTALLINE CONDUCTORS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2338338A DE2338338C3 (en) | 1973-07-27 | 1973-07-27 | Device for doping during crucible-free zone melting of a semiconductor crystal rod |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2338338A1 DE2338338A1 (en) | 1975-02-13 |
| DE2338338B2 DE2338338B2 (en) | 1978-08-03 |
| DE2338338C3 true DE2338338C3 (en) | 1979-04-12 |
Family
ID=5888218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2338338A Expired DE2338338C3 (en) | 1973-07-27 | 1973-07-27 | Device for doping during crucible-free zone melting of a semiconductor crystal rod |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3954416A (en) |
| JP (1) | JPS55357B2 (en) |
| BE (1) | BE811117A (en) |
| DD (1) | DD112357A5 (en) |
| DE (1) | DE2338338C3 (en) |
| DK (1) | DK399374A (en) |
| GB (1) | GB1430883A (en) |
| IT (1) | IT1017430B (en) |
| PL (1) | PL94444B1 (en) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2514824A1 (en) * | 1975-04-04 | 1976-10-14 | Siemens Ag | METHOD FOR THE SPECIFIC INTRODUCTION OF DOPING SUBSTANCES INTO SEMICONDUCTOR CRYSTALS DURING CRUCIBLE-FREE ZONE MELTING |
| DE2538812A1 (en) * | 1975-09-01 | 1977-03-03 | Wacker Chemitronic | METHOD OF DOPING SEMICONDUCTOR RODS |
| GB1542868A (en) * | 1975-11-14 | 1979-03-28 | Siemens Ag | Production of phosphorus-doped monocrystalline silicon rods |
| US4094730A (en) * | 1977-03-11 | 1978-06-13 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Method for fabrication of high minority carrier lifetime, low to moderate resistivity, single crystal silicon |
| JPS5831765Y2 (en) * | 1978-07-17 | 1983-07-14 | 株式会社ダイフク | tying machine |
| WO1981000312A1 (en) * | 1979-07-12 | 1981-02-05 | Sankyo Dengyo Kk | Constant flow rate supplying device |
| US4270972A (en) * | 1980-03-31 | 1981-06-02 | Rockwell International Corporation | Method for controlled doping semiconductor material with highly volatile dopant |
| JPS5752405U (en) * | 1980-09-11 | 1982-03-26 | ||
| US4556448A (en) * | 1983-10-19 | 1985-12-03 | International Business Machines Corporation | Method for controlled doping of silicon crystals by improved float zone technique |
| JPS60137891A (en) * | 1983-12-24 | 1985-07-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Method and apparatus for pulling compound semiconductor single crystal |
| DE3518073A1 (en) * | 1985-05-20 | 1986-11-20 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | ARRANGEMENT FOR DOPING SEMICONDUCTOR STICKS WITH SOLID DOPE |
| DE3806918A1 (en) * | 1988-03-03 | 1989-09-14 | Leybold Ag | Appliance for pulling single crystals |
| US20130000545A1 (en) * | 2011-06-28 | 2013-01-03 | Nitride Solutions Inc. | Device and method for producing bulk single crystals |
| JP6521533B2 (en) | 2013-09-04 | 2019-06-05 | ナイトライド ソリューションズ インコーポレイテッド | Bulk diffusion crystal growth process |
| CN105177698A (en) * | 2015-10-19 | 2015-12-23 | 天津市环欧半导体材料技术有限公司 | Gas blowing coil for zone-melting gas-doped monocrystalline |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2851341A (en) * | 1953-07-08 | 1958-09-09 | Shirley I Weiss | Method and equipment for growing crystals |
| NL98843C (en) * | 1956-07-02 | |||
| US3607109A (en) * | 1968-01-09 | 1971-09-21 | Emil R Capita | Method and means of producing a large diameter single-crystal rod from a polycrystal bar |
| US3494742A (en) * | 1968-12-23 | 1970-02-10 | Western Electric Co | Apparatus for float zone melting fusible material |
-
1973
- 1973-07-27 DE DE2338338A patent/DE2338338C3/en not_active Expired
-
1974
- 1974-02-15 BE BE140988A patent/BE811117A/en unknown
- 1974-04-22 GB GB1747574A patent/GB1430883A/en not_active Expired
- 1974-07-11 US US05/487,390 patent/US3954416A/en not_active Expired - Lifetime
- 1974-07-24 DK DK399374A patent/DK399374A/da unknown
- 1974-07-24 IT IT25551/74A patent/IT1017430B/en active
- 1974-07-25 DD DD180125A patent/DD112357A5/xx unknown
- 1974-07-26 JP JP8593274A patent/JPS55357B2/ja not_active Expired
- 1974-07-27 PL PL1974173065A patent/PL94444B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US3954416A (en) | 1976-05-04 |
| DE2338338B2 (en) | 1978-08-03 |
| GB1430883A (en) | 1976-04-07 |
| DK399374A (en) | 1975-04-07 |
| JPS55357B2 (en) | 1980-01-07 |
| DD112357A5 (en) | 1975-04-12 |
| IT1017430B (en) | 1977-07-20 |
| JPS5045569A (en) | 1975-04-23 |
| DE2338338A1 (en) | 1975-02-13 |
| PL94444B1 (en) | 1977-08-31 |
| BE811117A (en) | 1974-05-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2338338C3 (en) | Device for doping during crucible-free zone melting of a semiconductor crystal rod | |
| DE19725930C2 (en) | Process and system for treating substrates using ions from a low-voltage arc discharge | |
| CH333186A (en) | Method and device for applying metal coatings to metal substrates | |
| DE1187098B (en) | Process for the production of bodies from highly purified semiconductor material | |
| DE2548046C3 (en) | Method of pulling single crystal silicon rods | |
| DE2117933A1 (en) | Process for the production of hollow bodies from semiconductor material of any length | |
| DE1444530A1 (en) | Process for the production of single crystal semiconductor rods | |
| DE1719024A1 (en) | Process for the production of a rod from semiconductor material for electronic purposes | |
| DE69011619T2 (en) | Method and device for adjusting the oxygen concentration in a silicon single crystal. | |
| DE2160670C3 (en) | Process for the production of cylindrical bodies from semiconductor material | |
| DE2142851A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR THE SPECIFIC INTRODUCTION OF DOPING SUBSTANCES INTO SEMICONDUCTOR CRYSTALS DURING CRUCIBLE-FREE ZONE MELTING | |
| DE2327085C3 (en) | Device for doping during crucible-free zone melting | |
| DE1224934B (en) | Method and device for the production of polycrystalline metal hair | |
| DE1644009B2 (en) | Process for the production of rod-shaped silicon single crystals with homogeneous antimony doping | |
| DE2542867A1 (en) | PROCESS FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR SINGLE CRYSTALS WITH ADJUSTABLE DOPENANT CONCENTRATION | |
| DE2306755C2 (en) | Device for the production of single crystals from semiconducting compounds which are easily decomposable at the melting point | |
| DE2751388A1 (en) | Adding doping substances in small quantity to semiconductor - by fused material flowing onto solid doping pellets on seed crystal | |
| DE1719024C (en) | Process for the production of a rod from semiconductor material for electronic purposes | |
| DE1544276C3 (en) | Process for producing a doped semiconductor rod by crucible-free zone melting | |
| DE2639563A1 (en) | Process for the production of crucible-drawn silicon rods with a content of volatile dopants, especially antimony, with close resistance tolerance | |
| DE2415717A1 (en) | Reproducible doping of (silicon monocrystal) semiconductor rod - by incorporating dopant in surface layer and non-crucible zone melting | |
| DE1145284B (en) | Process for the production of pipes from highly pure materials | |
| DE2012086C3 (en) | Process for the production of dislocation-free, thick silicon single crystal rods | |
| DE2514824A1 (en) | METHOD FOR THE SPECIFIC INTRODUCTION OF DOPING SUBSTANCES INTO SEMICONDUCTOR CRYSTALS DURING CRUCIBLE-FREE ZONE MELTING | |
| DE2407697C3 (en) | Process for producing a homogeneously Ga-doped silicon single crystal |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |